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6.4 金属的腐蚀
科粤版·九年级化学下册
金属资源的利用对于人类社会的发展有着重要意义，世界上每年开采和消耗的金属矿物数以亿计。可惜的是，每年因锈蚀而报废的金属设备和材料的量高达当年金属产量的20%以上，其中最容易锈蚀的是产量最多的钢铁材料和设备。
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钢铁的锈蚀和危害
矿物的储量有限，而且不能再生！
问题探讨
1. 铁制品在什么条件下容易锈蚀？
2. 你认为怎样才能更好地保护金属资源？
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课堂探究
▋▎探究铁制品锈蚀的原因
铁锈的主要成分：Fe2O3·xH2O
从生活经验看，铁制品生锈的原因可能是什么？
你能设计一个简单的实验验证你的猜想吗？
知识点1
铁锈蚀的原因有哪些
1. 铁的生锈跟_______有关，理由是
_____________________；
2. 在潮湿环境下，铁锈蚀的现象更加严重，由此推测，铁的生锈还可能与_____有关。
提出问题：
形成假设：
学生实验探究>>>
氧气
铁在空气中容易氧化
水
设计并实施实验：
【实验 6-7】取 3 枚无锈的洁净铁钉，分装在不同条件的试管内，请运用控制变量的思想完成实验设计，并按要求观察、记录。
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项目 Ⅰ Ⅱ Ⅲ
实验设计 实验条件 存在氧气和水 只存在水
实验步骤 将铁钉浸入迅速冷却的沸水内，塞紧胶塞。 试管内放干燥剂，在一团干棉花上放铁钉，塞紧胶塞。
实验图示
只存在氧气
试管内放一团用水浸湿的棉花
项目 Ⅰ Ⅱ Ⅲ
实验图示
观察 、记录 片刻后
一天后
三天后
一周后
实验现象：
无明显现象
无明显现象
无明显现象
无明显现象
无明显现象
无明显现象
无明显现象
无明显现象
无明显现象
表面开始生锈
无明显现象
无明显现象
1.造成钢铁锈蚀的主要因素有哪些
①钢铁直接接触酸性物质；②钢铁处于空气和水分共存的环境中；③铁锈疏松，对内部无保护作用。
2.铁主要跟哪些物质反应而发生锈蚀，生成了什么
铁与空气和水分共同反应，生成物为Fe2O3·xH2O。
分析解释现象：
解释与结论：
铁生锈的条件是铁与水、氧气同时接触，缺一不可。
铁生锈的过程实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气发生化学反应的过程。
铁锈放大20倍
铁锈放大40倍
氧化铝薄层放大50倍
氧化铝薄层放大200倍
打磨后的铝
未打磨的氧化铝
观察：
你发现了什么？
铁锈 氧化铝
结构特点 疏松多孔 致密紧凑
未处理的结果 完全锈蚀 铝“自我保护”
铝在空气中与氧气反应，生成一层致密的氧化铝(Al2O3)薄膜，阻止铝进一步氧化，因此，铝具有很好的抗腐蚀性能。
反思评价：
根据以上结论，你认为铁锈蚀与湿度大小有何关系？可以采取哪些措施防止铁生锈呢？
改变金属的本质——提高抗腐蚀能力：制成合金。
形成保护层：刷油漆、涂油、烧制搪瓷、电镀上一层耐腐蚀的金属、通过化学方法使表面形成致密氧化物薄膜等。
改善腐蚀环境，保持铁制品表面干燥和洁净，及时除去铁制品上的锈。
生活经验告诉我们，还有很多因素影响铁生锈的快慢。如炒菜后的铁锅、切过咸菜的菜刀、海边的铁制品锈蚀更快，这是因为在温度较高、酸、食盐溶液等环境中，铁生锈速率会加快。
铁锈
主要成分：Fe2O3·xH2O
归纳
形成条件：水和氧气，缺一不可
在温度较高、酸、食盐溶液等环境中，
生锈速率会加快。
特点：疏松多孔，对里层的铁没有保护作用
水分子和氧分子能穿过它的空隙，不断向里层渗透，继续与铁反应，直至铁全部锈蚀。
例 下图是探究铁锈蚀条件的装置。调节L端与R端的液面高度一致，塞紧木塞，一周后观察。下列推断错误的是（ ）
A.b试管中铁钉不会锈蚀
B.L端与R端液面高度仍然
保持一致
C.该实验说明铁锈蚀与空气、水有关
D.若将a管中的水改为食盐水能加快铁的锈蚀
B
不生锈
生锈，消耗氧气
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典例剖析
自然界可提供给人类的金属资源是有限的，而且不能再生。
▋▎金属资源的保护
防止金属腐蚀不仅能减少金属腐蚀的危害，也是在节约、保护金属资源
知识点2
1.从资源的采掘与开发方面：
①有计划、合理地开采资源，严禁不顾国家整体利益非法乱采金属矿产；
②积极进行金属代用品的开发研究，如利用具有特殊性能的塑料去替代金属材料；
③加强废旧金属的回收和再利用等。
新型塑料
废旧金属回收
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2.从保护金属材料和制品方面——防止锈蚀
水
氧气
同时满足
铁生锈的条件
破坏其中任意一个条件。
怎样防止铁生锈呢？
思考
防锈的方法
干
保持金属制品表面洁净干燥
改
加入其他金属，改变铁的组成，如在铁中加入铬、镍制成不锈钢，可以增强耐腐蚀能力
膜
在金属制品表面覆盖保护膜，如在车、船的表面喷涂油漆，在机械表面涂油，在杯子表面搪瓷等
烤
用化学方法使铁制品表面形成致密的氧化膜，如锯条上的烤蓝等
镀
在铁制品表面镀一层耐腐蚀的金属，如铜、镍、铬等
用保护
层使金属与
空气和水分隔绝
例 矿产资源的储量是有限的，而且是不能再生的，下列不符合金属资源保护的有效途径的是（ ）
A.合理开采矿物资源，回收利用废旧金属
B.寻找、研制金属的代用品
C.有矿物就开采，并加快开采进度
D.对金属制品采用有效的防护措施，防止金属
腐蚀
C
要有计划、合理地开采矿物
√
√
×
√
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典例剖析
学校走廊的铁栏杆生锈了，需要进行除锈翻新。请你为此设计一个具体方案，要求说明方案的依据、除锈翻新的方法、需用材料、实施步骤、注意事项等。
实践活动>>>
目的 将生锈的铁栏杆除锈翻新,练习金属除锈与防锈的方法。
依据 铁生锈需要铁与氧气、水同时接触,防止铁制品生锈只需使铁制品与氧气或水隔绝。
方法及步骤 方法及步骤:先用砂纸打磨,除去铁栏杆表面的铁锈,再用稀盐酸清洗,然后用水冲洗干净、晾干,最后在表面刷一层漆。
注意事项 用砂纸打磨时要彻底;用稀盐酸清洗的时间不宜过长;用水冲洗后要晾干;刷漆时要完全覆盖铁栏杆表面。
调查所在社区金属废弃物的品种、回收情况、回收价值以及金属废弃物给环境带来的问题，为构建金属废弃物循环利用体系提出建议。写出调查报告，进行交流。
调查活动>>>
上网了解我国冶金工业发展的概况，以及主要金属的市场供求信息，钢、铝、铜、锌、银、金、铕等金属材料的价格，进一步分析决定金属价格的因素都有哪些。你可用关键词“金属价格”等上网搜索。
在线学习
铁生锈的条件
防止铁生锈的方法
金属资源保护
生锈
蒸馏水 蒸馏水 干燥空气
不生锈
不生锈
（1）改变金属的本质，制成合金
（2）形成保护层
（3）保持铁制品表面干燥和洁净
（1）有计划、合理地开采金属矿物
（2）寻找金属的替代品
（3）回收利用废旧金属
（4）防止金属锈蚀
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课堂小结
小林同学发现铜制眼镜框表面出现了绿色物质，通过化学学习知道该物质为铜锈，俗称铜绿，主要成分是Cu2(OH)2CO3。
【提出问题】铜是在什么条件下锈蚀的？小林对此进行了探究。
【猜想】根据铜锈的化学式，猜想铜生锈可能是铜与水、 共同作用的结果。
O2、CO2
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延伸拓展
（1）实验较长时间后，发现 试管中的光亮铜片最先生锈（填字母）。
B
【设计与实验】借鉴“铁钉锈蚀条件的探究”实验，小林设计了“铜片锈蚀条件的探究”实验如下图所示：
【设计与实验】借鉴“铁钉锈蚀条件的探究”实验，小林设计了“铜片锈蚀条件的探究”实验如下图所示：
（2）从优化实验的角度考虑，A实验是多余的，他只考虑了水这个单一条件。C试管中除光亮铜片、蒸馏水外，还有另外一种物质为 。
CO2或(O2)
（3）D试管中除光亮铜片外，还有另外两种物质为 ；从D试管的实验中，获得的结论是
。
CO2和O2
水是铜生
锈的必要条件之一。
【设计与实验】借鉴“铁钉锈蚀条件的探究”实验，小林设计了“铜片锈蚀条件的探究”实验如下图所示：
【评价与改进】我认为小林设计的“铜片锈蚀条件的探究”实验不够完善，要得出正确结论，还要补充的一个实验是（可用图表示）
。
【反思与小结】通过铜片锈蚀条件的探究实验，我获得的启示：
） 。
取一支试管放入一块光亮铜片加入少量蒸馏水浸没部分铜片，充满O2 (或CO2 )后塞紧橡皮塞放置对比观察
进行探究实验时猜想要有一定的依据，不能凭空想象，
可采用多组对比实验的方法（或化学是一门以实验为基础的学
科要有善于猜想、勤于思考、大胆设计和勇于创新的精神……
1. （1）铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与空气中的 、 等发生化学反应的过程。
（2）铁锈主要成分是 ，铁锈很 ，易吸水，如不及时除去，会加快铁的锈蚀。
氧气
水
Fe2O3
疏松
2. 防锈的方法：
（1）隔绝 和 ，如在铁制品表面
、 、电镀等。
（2）改变铁的组织结构，可制成耐腐蚀的合金，如 。
空气
水
刷油漆
涂油
不锈钢
课后反馈总结
课堂练习
3. 回答下列问题：
（1）为什么沙漠地区的铁制品锈蚀较慢？
（2）被雨水淋湿的自行车，为什么须先用干布
擦净后才能用带油的布擦？
解：（1）沙漠地区气候干燥，缺少水分。
（2）用干布擦掉水分，保持自行车干燥，擦干后用带油的布擦，这样就在自行车表面形成了一层保护膜，水分不易侵入，可以防止铁生锈。如果不擦掉水分，直接用带油的布擦，不仅不易擦干，而且还容易将水覆盖在油层下面，使铁生锈。
4. 下列措施不能在一定程度上防止金属生锈的是（ ）
A．在金属表面涂油或刷漆
B．在金属表面镀上一层耐腐蚀的铬
C．制成耐腐蚀的合金
D．用砂纸擦去铝制品表面的氧化膜
D
1.完成课本P25 6.4习题；
2.完成练习册本课时的习题。
课后反馈总结
课后作业

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